Приставка - регулятор тембра

Описываемая приставка (рис. 1) предназначена для повышения качества звучания домашнего радиокомплек­са, составленного из выпускаемой отечественной про­мышленностью звуковоспроизводящей аппаратуры, В со­став радиокомплекса входят обычно радиоприемник-тюнер, магнитофонная приставка и электропроигрывающее устройство, подключаемые к общему мощному уси­лителю с акустическими системами. Выпускаемые про­мышленностью мощные усилители высшего класса име­ют качественные показатели, обеспечивающие высокую верность звучания при работе на высококачественные акустические системы (например, 35АС-1) в просторном помещении с хорошей акустикой. Однако акустические свойства жилых комнат часто бывают далеко не опти­мальными, что не позволяет получить высокую верность . звуковоспроизведения даже при наличии акустических систем высокого класса. Последние пока еще довольно дефицитны и дороги (широко распространены малогаба­ритные акустические системы 10 МАС-1 и аналогичные). Радиолюбители совершенствуют их, пытаясь уменьшить неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) на нижних частотах с помощью демпфирования, введения фазоинверторов и т. д. Эти акустические систе­мы, как правило, имеют провал АЧХ на средних часто­тах (вблизи 5 кГц) из-за несовершенства электрических разделительных фильтров, параметры которых улучшить довольно трудно.

Рис. 1. Внешний вид приставки

Однако все эти меры не позволяют добиться доста­точно верного звучания. Более простой и эффективный путь повышения верности звучания — создание многопо­лосных регуляторов тембра, позволяющих корректиро­вать АЧХ в нескольких полосах частот. Такие регулято­ры позволяют в некоторой мере скорректировать иска­жения как вносимые акустическими системами, так и вносимые конкретной «акустической обстановкой».

Предлагаемый регулятор тембра выполнен в виде ав­тономной приставки, включаемой на входе усилителя. Источники сигнала (магнитофонная приставка, электропроигрывающее устройство) включаются на вход при­ставки.

Приставка — регулятор тембра имеет следующие па­раметры:

Номинальное выходное напряжение, мВ.....250

Коэффициент нелинейных искажений,% .....<0,1

Коэффициент передачи.............1

Входное сопротивление, кОм..........>65

Выходное сопротивление, кОм . ........<2

Уровень шумов, дБ .............. — 70

Глубина регулировки тембра, дБ...... ... ±15

Полоса пропускания, Гц............0 — 30 000

Регулятор тембра позволяет изменять АЧХ в четы­рех интервалах частот со средними частотами 30, 150 Гц, 5 и 15 кГц. По мнению автора, этого вполне достаточно для достижения довольно качественного звучания аку­стических систем 10 МАС-1 в жилой комнате небольших размеров. Регуляторами со средними частотами 30 Гц и 15 кГц можно компенсировать снижение отдачи аку­стических систем в конечных точках рабочего диапазона частот, регулятор со средней частотой 150 Гц позволяет устранить «бубнение», а регулятором частоты 5 кГц до­стигается «эффект присутствия».

Принципиальная схема приставки изображена на рис. 2. Она содержит два идентичных канала, собранных на операционных усилителях (ОУ) К1УТ401Б. Входной сигнал левого канала с гнезда 3 разъема XI подает­ся через делитель R19 R14 на неинвертирующий вход 10 ОУ А1. Коэффициент передачи ОУ определяется цепью обратной связи, состоящей из делителя R17 R13, включен­ного между выходом и инвертирующим входом ОУ. Вы­ходной сигнал снимается с делителя выходного напряже­ния ОУ R20 R21 и поступает на контакт 3 разъема Х2.

Рис. 2. Принципиальная схема приставки

Цепи регулирования тембра содержат последователь­ные резонансные контуры, настроенные на частоты регу­лировки и подключенные к движкам переменных рези­сторов. Крайние выводы этих резисторов подключены к входам ОУ, благодаря чему, перемещая движки пере­менных резисторов, можно подключать резонансные контуры либо к делителю входного напряжения, либо к делителю сигнала обратной связи и создавать таким об­разом завал или подъем АЧХ ОУ в соответствующих интервалах частот. Сопротивления резисторов R13 и R14 равны, поэтому в среднем положении движков перемен­ных резисторов АЧХ регулятора будет линейной.

Максимальный подъем (завал) тембра определяется отношением сопротивления резистора R17 (RJ9) к пол­ному сопротивлению последовательного контура на ре­зонансной частоте. Для выравнивания резонансных ао,-противлении контуров служат резисторы R5, R7, R9, R11. Резисторы R6, R8, R10, R12 обеспечивают необходи­мую добротность контуров. Цепочка C7R15 устраняет самовозбуждение ОУ, а цепочки C5R16 и C6R18 являют­ся развязывающими фильтрами по цепям питания.

Питание приставки осуществляется от комплекта из шести соединенных последовательно плоских гальвани­ческих батарей 3336Л напряжением 4,5, В каждая. Один комплект батарей достаточен для нормальной работы приставки в течение года, после чего батареи необходимо заменять. Применять для питания приставки встроенный выпрямитель сетевого напряжения с понижающим транс­форматором признано нецелесообразным из-за необхо­димости тщательного экранирования катушек индуктив­ности.

Конструктивно приставка выполнена в корпусе, со­стоящем из фанерованных деревянных верхней и боковых стенок, нижней крышки и передней панели из алю­миния и отсека питания. Большинство деталей схемы размещено на двух одинаковых печатных платах, при­крепленных к верхней крышке корпуса с помощью угол­ков и шурупов. Чертеж печатной платы приведен на рис. 3. Размещение деталей на плате показано на рис. 3, а. Использованы постоянные резисторы МЛТ-0,25, конденсаторы КМ-6, электролитические конденсаторы К53-4. Катушки индуктивности Ы — L4 намотаны на ферритовых кольцах 2000 НМ размерами К18 X 5 X Х5 мм и содержат: L1 — 95 витков ПЭЛ-0,27; L2 — 200 витков ПЭЛ-0,27; L3 — 1500 витков ПЭЛ-0,08; L4 — 2000 витков ПЭЛ-0,08.

Для удобства намотки ферритовые кольца разламы­вают пополам и на каждое полукольцо наматывают по­ловину обмотки. Затем полукольца совмещают и туго обматывают полоской изоленты, а полуобмотки соединя­ют последовательно. К печатной плате катушки крепят­ся с помощью общей планки из фольгированного тексто­лита и четырех винтов МЗ с гайкамд. Микросхемы впа­ивают в последнюю очередь. Жало паяльника при пайке должно быть заземлено.

На передней (лицевой) панели приставки размещены сдвоенные переменные резисторы R1 — R4 (СП-Ш), выключатель питания S1 (MT-1) и входное гнездо XI (СГ-5).

Переднюю панель можно изготовить следующим спо­собом. Отрезанную и просверленную заготовку из алю­миния толщиной 2 мм тщательно зачищают мелкозерни­стой наждачной бумагой. Желательно использовать лист алюминия без лакированной поверхности. Затем заготов­ку необходимо протравить в серной кислоте (для этой цели можно использовать имеющиеся в продаже сред­ства для очистки от ржавчины, предварительно подогрев их до 40 — 50°С). Протравленная и промытая в воде за­готовка имеет матовую белоснежную поверхность. После полной просушки на заготовку тушью обычным пером или рейсфедером наносятся все надписи и проводятся необходимые линии с помощью линейки и циркуля. Ко­гда тушь высохнет, панель покрывают тонким слоем прозрачного нитролака, например НЦ-584.

Рис. 3. Печатная плата приставки:

а — расположение элементов на плате; б — конфигурация печатного монтажа

Для изготовления боковых и верхней стенок корпуса автор использовал имеющуюся в продаже полку для книг. Отсек для гальванических батарей состоит из двух деревянных стенок и контактной панели из фольгирован-пого текстолита. Контактные площадки разделены ка-павками в фольге и залужены. Все детали корпуса при­ставки соединены между собой с помощью шурупов. Задняя стенка корпуса является крышкой отсека пита­ния. К ней приклеена полоска поролона для уплотнения батарей.

Монтаж приставки можно выполнить любым изоли­рованным проводом. Выходной разъем (штекер СШ-5) соединен отрезком экранированного провода длиной 0,5 м. Для уменьшения взаимных наводок монтажные провода внутри приставки лучше не объединять в жгуты. Собранная из исправных деталей приставка в случае отсутствия ошибок в монтаже сразу начинает работать. Может понадобиться только подбор емкости конденсато­ра С7, исключающий самовозбуждение операционного усилителя.

При желании точно отградуировать шкалы перемен­ных резисторов Rl — R4 необходимо иметь звуковой ге­нератор и вольтметр. На вход приставки подается пере­менное напряжение амплитудой 0,25 В с выхода звуко­вого генератора, к выходу приставки подключается вольтметр. При среднем положении движков резисторов Rl — R4 переменное напряжение на выходе приставки должно быть равно 0,25 В и не должно зависеть от ча­стоты в диапазоне 10 Гц — 30 кГц. Коэффициент переда­чи изменяется подбором сопротивления резистора R17. Затем, подбирая емкости конденсаторов С1 — С4, на­страивают колебательные контуры на выбранные часто­ты. Изменением сопротивлений резисторов R5, R7, R9, R11 устанавливают глубину регулировки тембра каждым из регуляторов, равную ±15 дБ (5,6 раз). Ширину ре­гулируемых полос частот можно изменять, подбирая резисторы R6, R8, R10, R12. Если подъем и завал АЧХ, создаваемый перемещением движков резисторов R1 — R4 из одного крайнего положения в другое неодинаков (при среднем положении движков АЧХ нелинейна), то следует уточнить сопротивление одного из резисторов R13 или R14 (они должны быть равными). При желании можно увеличить или уменьшить глубину регулировки тембра путем одновременного увеличения или уменьше­ния сопротивлений резисторов R13 и R14.